Detektor formaldehydu CH2O

Detektor formaldehydu w przemyśle chemicznym i kosmetycznym stanowi istotny element wielu instalacji bezpieczeństwa. Substancja ta używana jest bowiem do produkcji wielu kosmetyków jak tusze do rzęs, utwardzacze i lakiery do paznokci, mydła, kosmetyki do włosów, skóry i kąpieli, a nawet dezodorantów. W chemii to istotny składnik w produkcji żywic syntetycznych, włókien chemicznych, barwników, wosków, wypełniaczy czy środków redukujacych pienienie. Detektory formaldehydu wykorzystywane są w tych branżach do monitorowania tego gazu przy stanowiskach pracy, w magazynach lub miejscach gdzie mogłoby dojść do jego uwolnienia. Jednak to nie jedyne branże gdzie występuje konieczność stosowania detektorów formaldehydu. Aldehyd mrówkowy w roztworze wodnym, znanym pod nazwą "formalina", jest szeroko stosowany jako środek odkażający lub konserwująco-przechowujący dla preparatów biologicznych przez co w wielu obiektach związanych z medycyną, laboratoriach czy obiektach dydaktycznych także instaluje się detektory formaldehydu. Innym zastosowaniem związanym z medycyną jest sterylizacja formaldehydem ponieważ zabija on bakterie, wirusy i grzyby.
Tam gdzie powierzchnia chroniona jest niewielka, zasadne jest stosowanie samodzielnych detektorów H2CO ze zmieniającym kolor w trakcie alarmu wyświetlaczem, sygnalizacją akustyczną oraz wyjściami sterującymi np. dla wentylacji. Większe obiekty wymagają raczej rozwiązania systemowego w oparciu o jednostkę centralną i adresowalne czujniki formaldehydu z komunikacją cyfrową.
Charakterystyka formaldehydu (CAS: 50-00-0)
Odkrywcą aldehydu mrówkowego był Aleksander Butlerow w 1859 roku. W warunkach normalnych metanal jest bezbarwnym gazem o charakterystycznym nieprzyjemnym zapachu. Wrze już w temperaturze -19,1oC i łatwo rozpuszcza się w etanolu czy chloroformie. Ze względu na toksyczność dla wątroby, w niektórych krajach jest całkowicie zakazany. W Polsce ustanowiono NDS na poziomie 0,37mg/m3 co po przeliczeniu na ppm w t=20oC i p=1013,25hPa daje 0,3ppm (0,00003%) natomiast NDSCh 0,74mg/m3 czyli po przeliczeniu 0,6ppm (0,00006%). Są to bardzo niskie stężenia i tylko niektóre detektory formaldehydu potrafią je wykrywać.
Jednocześnie należy wspomnieć, że w dużych stężeniach aldehyd mrówkowy jest gazem palnym i wybuchowym. Jego granice palności są bardzo szerokie i wynoszą 7,0% dolna i 73% górna granica palności wg PN-EN ISO/IEC 80079-20-1. Temperatura zapłonu (FP ang. Flash Point) wynosi 60oC.
Właściwości pomiarowe czujników formaldehydu
Zadaniem nadrzędnym detektora formaldehydu jest detekcja i ostrzeganie na wczesnym etapie pozwalające chronić użytkowników przed toksycznymi właściwościami tego gazu. Zgodnie z przepisami poziomy NDS i NDSCh określone w rozporządzeniu to wartości średnie i czujnik H2CO musi mieć możliwość przeliczenia tej wartości (AV average value).
Poniższa tabela przedstawia typowe ustawienia progów alarmowych dla detektorów formaldehydu.
Poziom gazu | Rodzaj pomiaru | Próg alarmowy detektorów | Rodzaj alarmu | Reakcja urządzeń wykonawczych (należy dopasować indywidualnie do obiektu) |
---|---|---|---|---|
0,3ppm | (średnia ważona AV) | PRÓG 1 | Bez alarmu | Przesłanie informacji do pracowników technicznych np. przez moduł GSM Przesłanie informacji do dyspozystorni obiektu za pomocą cyfrowego wyjścia RS485 ModbusRTU Uruchomienie wentylacji pomieszczenia lub obiektu na I biegu |
0,6ppm | (średnia ważona AV) | PRÓG 2 | Alarm optyczny i akustyczny detektora | Przesłanie informacji do dyspozystorni obiektu za pomocą cyfrowego wyjścia RS485 ModbusRTU Uruchomienie wentylacji pomieszczenia lub obiektu na II biegu |
1,00ppm | (średnia ważona AV) | PRÓG 3 | Alarm optyczny pomieszczenia lub obiektu | Przesłanie informacji do dyspozystorni obiektu za pomocą cyfrowego wyjścia RS485 ModbusRTU Ewakuacja pomieszczenia Wyłączenie procesu lub odcięcie dopływu czynnika |
2,00ppm | (wartość chwilowa CV) | PRÓG 4 | Alarm akustyczny pomiezczenia lub obiektu | Przesłanie informacji do dyspozystorni obiektu za pomocą cyfrowego wyjścia RS485 ModbusRTU Ewakuacja obiektu |
Fałszywe alarmy detektorów formaldehydu
Powyższe wartości są na tyle niskie, że czujniki aldehydu mrówkowego mogą dość łatwo być zakłócane przez inne substancje. W takich obiektach trzeba zwrócić szczególną uwagę chociażby na używane środki czystości, środki dezynfekcyjne czy inne substancje mogące unosić sie w powietrzu.
W rozległych i wrażliwych instalacjach gdzie fałszywe alarmy mogą mieć szczególnie dotkliwe konsekwencje zastosowanie ma funkcja ATQ (alarm trigger quantity) uruchamiania alarmu dopiero wtedy gdy zadziała określona liczba detektorów formaldehydu (najczęściej min.2). Pozwala to na redukcję ilości alarmów powodowanych przez zakłócenia lub inne substancje.
Rozmieszczenie detektorów formaldehydu
Lokalizacja detektorów aldehydu mrówkowego nie jest ujęta w przepisach, co nie oznacza, że może ona być przypadkowa. Ponieważ rozmieszczenie czujników formaldehydu jest kluczowe dla bezpieczeństwa o ich lokalizacji decyduje uprawniony projektant mający doświadczenie w tego typu instalacjach.
Formaldehyd ma ciężar zbliżony do powietrza (współczynnik 1,04:1). Oznacza to, że będzie się mieszał z powietrzem i jego wykrywanie najczęściej jest realizowane na poziomie głowy użytkownika (trzeba wziąć pod uwagę pozycje: stojąc, siedząc) lub w relacji do potencjalnego źródła emisji. Podobnie jak przy innych gazach należy wziąć pod uwagę potencjalne miejsca gromadzenia się gazu, unikać ciągów powietrza i ruchów konwekcyjnych oraz uwzględniać potencjalne przeszkody na drodze migracji gazu do czujników formaldehydu.
Branże, w których zastosowanie mają detektory formaldehydu H2CO:
Rodzaje detektorów formaldehydu H2CO
Samodzielny detektor gazów
PolyGard2 MSC2

Samodzielny detektor PolyGard2 MSC2 to rozwiązanie dedykowane do niewielkich pomieszczeń wymagających lokalnej detekcji gazów i sygnalizacji gdzie nie ma potrzeby stosowania rozbudowanego systemu z centralą. Detektor samodzielny oznacza urządzenie, które łączy w sobie funkcję detekcji i funkcję sterowania innymi urządzeniami (czyli nie potrzebuje dodatkowej centrali lub innych elementów aby działać i chronić pomieszczenie). Cyfrowy czujnik gazów MSC2 może także (opcjonalnie) być podłączony do większego adresowalnego systemu (MSR PolyGard2) lub może wysyłać informacje do systemów nadzoru budynku BMS - (Building Menagement System) lub SCADA (Supervisory Control And Data Acquisition). Konstrukcja detektora umożliwia podłączenie do 3 sensorów gazów. W zależności od potrzeb możemy jednocześnie podłączyć maksymalnie 2 sensory cyfrowe SC2 (różne gazy) lub maksymalnie 3 sensory analogowe MC2. Instnieje również możliwość podłączenia maksymalnie 1 sensora SSAX1-2 (EX), który jest przeznaczony do pracy w drugiej strefie zagrożenia wybuchem. Każdy z wymienionych sensorów posiada tzw. opcję PolyRange. Opcja ta umożliwia podpięcie sensorów w miejscach trudno dostępnych nawet na odległość 15 metrów od detektora SSAX1-2 IR (EX) do 5 metrów. Przykładowo często spotykane rozwiązanie (sensor gazu lżejszego od powietrza pod sufitem, sensor tlenu wraz z modułem detektora na wysokości głowy człowieka i sensor gazu cięższego przy podłożu). Wielofunkcyjność detektora gazów MSC2 i możliwość dopasowania do wielu obiektów zapewniają liczne możliwości rozszerzeń i opcji.
Cechy montażowe i konstrukcja detektora:
MSC2 to kompaktowe urządzenie z wieloma ułatwieniami montażowymi. Elementem bazowym jest płyta główna, płyta czołowa (w wersji z wyświetlaczem) i obudowa. Demontowalna płyta główna umożliwia praktycznie dowolny montaż dławnic i sensorów zależnie od potrzeb na obiekcie. Płyta czołowa jest przytwierdzona na stałe do obudowy czołowej, ale cała obudowa czołowa także może być zdjęta co upraszcza montaż detektora. Drobne detale jak dławnice z wypełnieniem dla 2 przewodów, czy dobrej jakości zakręcane wtyczki są cechą charakterystyczną wszystkich konstrukcji MSR. Zróżnicowane wtyki dla poszczególnych podzespołów minimalizują ryzyko błędnego podłączenia elementów. Detektor może być wyposażony w wyjścia stykowe, które są zlokalizowane u góry (podobnie jak wejście zasilania) co ułatwia montaż nie wymuszając na instalatorze "obchodzenia" detektora przewodami i wpinania ich od dołu.



Właściwości fizyczne:
MSC2 jest nie tylko funkcjonalny, ale także charakteryzuje się wysoką odpornością o stopniu IP65. Stopień ochrony można opcjonalnie zwiększyć do IP66 stosując nasadkę SplashGuard lub IP69K w obudowie Water Jet Protection. Poliwęglanowa uszczelniona obudowa wraz ze skręcanymi dławnicami zapewniają wymaganą ochronę wnętrza.



Sensory:
Samodzielny detektor gazów MSC2 umożliwia podłączenie 1, 2 lub 3 sensorów zapewniając każdemu z nich indywidualny adres i wskazując ich pomiar naprzemiennie. Moduły sensoryczne wykonane są w technologii X-Change co oznacza, że są wpinane na wtyczkę i mogą być wymieniane samodzielnie przez użytkownika obniżając tym samym koszty eksploatacji i ułatwiając obsługę. Dostępne gazy i opary znajdują się w karcie katalogowej.

Możliwości pomiarowe:
Każdy z sensorów jest identyfikowalny i jego pomiar jest widoczny na wyświetlaczu detektora (naprzemiennie). Jednocześnie dla każdego sensora mogą być prowadzone równolegle 2 pomiary wartości bieżącej (CV - current value) oraz wartości średniej (AV - average value). Ma to szczególne znaczenie w detekcji gazów toksycznych, gdzie istotny jest czas ekspozycji (narażenia) na daną substancję. Wprost określają to obowiązujące regulacje prawne o najwyższych dopuszczalnych stężeniach (NDS, NDSCh), które podają toksyczne właściwości substancji właśnie jako funkcje średniej ważonej (czyli nie chwilowej bieżącej wartości). Każdy sensor może mieć przypisane dowolne 4 progi alarmowe co umożliwia adekwatne dopasowanie reakcji presonelu i urządzeń zabezpieczających (w starych systemach 2 progowych było to znacznie ograniczone do funkcji ostrzeżenie/alarm). Progi mogą być zaprogramowane na wartość chwilową lub na wartość średnią oraz na spadek lub na wzrost (lub na obie funkcje np. w magazynach gazów obojętnych i tlenu).
Funkcje sterownicze i alarmowe:
Detektor samodzielny pełni funkcję zarówno detektora jak i centrali, a więc musi dysponować odpowiednimi możliwościami sterowania. W MSC2 mamy szeroki wachlarz do wyboru. Wyjścia stykowe, wyjście analogowe 4-20mA, sygnalizacja optyczna, sygnalizacja optyczno-akustyczna wewnętrzna (do pomieszczeń), wyjście cyfrowe RS485 Modbus RTU lub DGC Bus dla systemów nadzorczych.
Ważniejsze parametry wersji podstawowej:
- pomiar 1 do 3 gazów
- 4 progi alarmowe
- 2 równoległe pomiary wartość bieżąca (CV - current value) oraz wartość średnia (AV - average value)
- sensory elektrochemiczne, katalityczne, podczerwone, półprzewodnikowe (czynniki chłodnicze - freony)
- spełnia normę EN 50271, EN 50270 typ I, IEC/EN 61508-1-3, EN 45544-1, -3, EN 14624, EN 378, EN 50402 (2015)
- bezpieczeństwo zgodne z SIL2
- nie wymaga centrali
- zmiennokolorowy wyświetlacz LCD (normalna praca - zielony; alarm - czerwony)
- wysoka dokładność i stabilność pomiarów
- wymienny moduł sensora w technologii X-Change
- bardzo wysoka odporność detektora na warunki zewnętrzne IP65 (z dodatkową osłoną IP66)
- łatwy montaż i wymiana dzięki wymiennym elementom i wtyczkom instalacyjnym
- wyjścia sterownicze dla urządzeń zewnętrznych
Wybrane opcje dodatkowe:
- wbudowany sygnalizator optyczno-akustyczny
- nowoczesna i bezpieczna komunikacja w standardzie cyfrowym RS-485
- sensor wyniesiony PolyRange
- sonda kanałowa do montażu w kanałach wentylacyjnych
- sygnalizator akustyczno-optyczny WAO
- stopień ochrony IP66 (nasadka SplashGuard) lub IP69K (obudowa Water Jet Protecion)
Przykładowe zastosowania opcji PolyRange:




Dokumenty i certyfikaty:
Fotografie oraz kolorystyka urządzeń może odbiegać od przedstawionej.
Detektor PolyGard2



Detektor PolyGard2 to zaawansowane urządzenie wykrywająco-pomiarowe o prostej i przyjaznej budowie zarówno dla użytkownika jak i instalatora. Cyfrowy czujnik gazów PolyGard2 jest częścią systemu MSR PolyGard2 i może być wyposażony w maksymalnie 3 sensory gazów z ponad 50 dostępnych substancji (w tym tzw. sensory wyniesione czyli oddalone na przewodzie od samego detektora). Detektor oferowany jest w wersji podstawowej oraz z licznymi opcjami i dodatkowymi funkcjami.
Budowa detektora i montaż:
Konstrukcja detektora jest modułowa (obudowa, płyta główna i sensor) co umożliwia wymianę dowolnego elementu bez konieczności wymiany całego detektora. Instalatorzy z pewnością docenią liczne ułatwienia montażowe jak możliwość wyboru otworów pod dławnice i sensory co ułatwia montaż detektora w pionie lub poziomie i dopasowanie do obiektu. Wyjmowana płytka zapewnia łatwą pracę z obudową. Kolejne ułatwienia to dwuprzewodowe wkładki do dławnic umożliwiające wejście i wyjście przewodu jedną dławnicą, wtyczki kablowe umożliwiające podłączenie przewodu do wysokiej jakości zacisków śrubowych i możliwość jego podłączania w dowolnym momencie montażu. Możliwość modyfikacji ilości dławnic na obudowie to świetne rozwiązanie gdy potrzebujemy poprowadzić więcej przewodów, podłączamy wyjścia stykowe w detektorze lub inne elementy instalacji.




Cechy fizyczne:
Czujnik PolyGard2 charakteryzuje się wysoką odpornością na warunki zewnętrzne. Posiada stopień ochrony IP64. Istnieje możliwość zastosowania dodatkowej osłony zwiększającej stopień ochrony do IP66. Obudowa wykonana z poliwęglanu posiada uszczelkę, a przewody są wprowadzane za pomocą uszczelniających się dokręcanych dławnic.
Sensory:
Detektor PolyGard2 może mieć wpięte 1, 2 lub 3 sensory. Wymienne sensory w technologii X-Change to kolejne istotne ułatwienie, które pozwala na bezproblemową eksploatację i obniża koszty utrzymania. Dostępne substancje są wyszczególnione w karcie katalogowej.

Parametry pomiarowe:
Każdy sensor posiada indywidualny adres i jego pomiar jest wyświetlany na centrali. Każdy pomiar może być wskazywany jako wartość bieżąca (CV - current value) oraz jako wartość średnia (AV - average value). Wartość średnia jest szczególnie przydatna przy pomiarach gazów toksycznych gdzie oddziaływanie na człowieka, a tym samym wartości przyjęte w przepisach o najwyższych dopuszczalnych stężeniach (NDS, NDSCh) są wyrażane jako średnia ważona. Dla każdego sensora można ustawić 4 progi alarmowe w detektorze (progi mogą być ustawione dowolnie, na wartość chwilową lub na wartość średnią, w tym na spadek stężenia, na wzrost stężenia lub na oba przypadki np. dla detektorów tlenu).
Ważniejsze parametry wersji podstawowej:
- pomiar 1 do 3 gazów
- 4 progi alarmowe
- 2 równoległe pomiary wartość bieżąca (CV - current value) oraz wartość średnia (AV - average value)
- sensory elektrochemiczne, katalityczne, podczerwone, półprzewodnikowe (czynniki chłodnicze - freony)
- spełnia normę PN-EN 50271, PN-EN 50545-1 oraz SIL2
- łatwy montaż z użyciem 1 przewodu
- nowoczesna i bezpieczna komunikacja w standardzie cyfrowym RS-485
- wysoka dokładność i stabilność pomiarów
- wymienny moduł sensora w technologii X-Change
- bardzo wysoka odporność detektora na warunki zewnętrzne IP64 (z dodatkową osłoną IP66)
- łatwy montaż i wymiana dzięki wymiennym elementom i wtyczkom instalacyjnym
Wybrane opcje dodatkowe:
- podłączenie maksymalnie trzech sensorów cyfrowych SC2
- możliwość zamontowania sensora cyfrowego SC2 w odległości do 15 metrów od płyty detektora np. dla obiektów wysokich hal produkcyjnych
- podłączenie maksymalnie jednego sensora SSAX1-1 (przeznaczony do pracy w 1 i 2 strefie zagrożenia wybuchem)
- możliwość zamontowania sensora SSAX1-1 w odległości do 5 metrów od płyty detektora np. zagłębienia i windy pojazdów (Parklift)
- wersja z sygnałem 4-20mA
- wersja z przekaźnikiem (wyjściem stykowym)
- zmiennokolorowy wyświetlacz (normalna praca - zielony; alarm - czerwony)
- wbudowany sygnalizator optyczno-akustyczny
- sonda kanałowa do montażu w kanałach wentylacyjnych
- IP 66 dzięki zastosowaniu nasadek SplashGuard dla sensorów cyfrowych SC2 i sensorów analogowych MC2 oraz sensorów SSAX1-1 przeznaczonych do pracy w pierwszej i drugiej strefie zagrożenia wybuchem.
Dokumenty i certyfikaty:
Fotografie oraz kolorystyka urządzeń może odbiegać od przedstawionej.